LA LEY DE COULOMB

LA LEY DE COULOMB PERMITE DETERMINAR LA FUERZA CON QUE SE ATRAEN O REPELEN DOS CARGAS ELECTRICAS EN REPOSO

• Físico e ingeniero militar francés, nació en Angulema, Francia, en 1736 y murió en París en 1806.

• Después de pasar nueve años en las Indias Occidentales como ingeniero militar, regresó a Francia.

• Después del estallido de la Revolución Francesa, se retiró a su propiedad en la localidad de Blois, donde se consagró a la investigación científica.

• En 1802 fue nombrado inspector de la enseñanza pública.

Charles Coulomb

Influido por los trabajos del inglés Joseph Priestley sobre la repulsión entre cargas eléctricas del mismo signo, desarrolló un aparato de medición de las fuerzas eléctricas involucradas en la ley de Priestley, y publicó sus resultados entre 1785 y 1789.

ORIGEN DE LAS IDEAS DE COULOMB

Ley de Priestley

“La fuerza que se ejerce entre las cargas eléctricas varía inversamente proporcional a la distancia que la separan”.

• Mediante una balanza de torsión, Coulomb encontró que:

““la fuerza de atracción o repulsión entre la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas eléctricas puntuales es dos cargas eléctricas puntuales es inversamente proporcional al cuadrado inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.”de la distancia que las separa.”

• Coulomb además expresó lo anterior de forma matemática.

Ley de Coulomb

• En donde:• K es una constante que depende del

medio. En el sistema internacional el valor de K corresponde a 9 ·109 Nm2/C2.

• Q1 es la carga 1.• Q2 es la carga 2.• d es la distancia entre las cargas.

LA EXPRESIÓN MATEMÁTICA DE LA LEY DE COULOMB

F = K · Q1 · Q2

d²

LA BALANZA DE TORSIÓN DE COULOMB

LA BALANZA DE TORSIÓN DE COULOMB• Este aparato permitió establecer y comprobar la ley que rige la fuerza de atracción o

repulsión entre dos cargas eléctricas. Se basa en el principio demostrado por Coulomb que dice: ”la fuerza de torsión es proporcional al ángulo de torsión”.

• El aparato se compone de una base de madera sobre la que se apoya una caja cilíndrica de cristal con una cinta graduada a su alrededor colocada a media altura y cerrada en su parte superior por una cubierta que está atravesada en su centro por un cilindro hueco de cristal que se prolonga hasta el interior de la caja. Este cilindro se cierra en su extremo superior donde se sujeta un hilo muy fino de plata que pende por el interior de este cilindro hueco y se prolonga hasta el interior de la caja de cristal; en este otro extremo el hilo de plata sostiene una aguja o varilla horizontal de goma laca.

• Por un orificio en la cubierta se introduce una bolita aislada, con un mango de vidrio, que podrá ser electrizada desde el exterior.

• El proceso consistía en medir los ángulos de torsión que sufría la varilla móvil unida al hilo de plata como resultado de la fuerza de atracción o repulsión con la esferita fija previamente electrizada

• A partir de estos ángulos se deducían las fuerzas existentes entre ambos elementos debido a la carga eléctrica, quedando establecidas las variables de las que depende dicho valor y en que medida lo hace concluyendo en la conocida Ley de Coulomb.

UNIDAD DE MEDIDA DE LA CARGA ELECTRICA.

• La unidad natural de carga eléctrica es la carga radicada en el electrón

• Se le denomina “carga elemental.”.• La carga de 6.25 x 1018 electrones

recibe el nombre de Coulomb (C). • Es decir: 1C = 6,25 x 1018 e-.

• Determine la fuerza que existe entre dos cargas: Q1 = 2 · 10-4 C; Q2 = 4 · 10-6 C;

r = 0,1 m. • Aplicando la fórmula tenemos que:

Ejemplo 1

F = 9 ·109 · 2 · 10-4 · 4 · 10-6 0,1²

F = 720 N

• Determine la fuerza que existe entre dos cargas: Q1 = 3 · 10-3 C; Q2 = 2 · 10-5 C;

r = 10 m. • Aplicando la fórmula tenemos que:

Ejemplo 2

F = 9 ·109 · 3 · 10-3 · 2 · 10-5 10²

F = 5,4 N

PROBLEMA 1

Una peineta electrizada por fricción adquirió una carga negativa de 6,4 x 10-10 C. ¿Cuántos electrones en exceso tiene esta peineta?

Repulsión y atracción NM4 Física

PROBLEMA 2

• Un cuerpo posee 5 x 1014 protones en exceso. Entonces: a) ¿de qué signo es la carga eléctrica que posee?, b) ¿cuánta carga posee, expresada en ?

Repulsión y atracción NM4 Física

PROBLEMA 3

• ¿Qué ocurre con la fuerza eléctrica que existe entre dos objetos si: a) la carga de uno de ellos se duplica, b) la carga de ambos se duplica, c) la carga de uno de ellos se reduce a 1/3, d) la carga de cada uno se reduce a 1/3, d) la carga de uno de ellos se triplica y la del otro disminuye a 1/3?

Repulsión y atracción NM4 Física

PROBLEMA 4

• Con cuanta fuerza se atraen un electrón y un protón cuando se encuentran a una distancia de 10-9 m?

Repulsión y atracción NM4 Física

PROBLEMA 5

• ¿A cuánta distancia deberán encontrase en el vacío dos cargas de 5 C y 12 C para que actúen entre ellas con una fuerza de 10 N?

Repulsión y atracción NM4 Física

• http://icarito.cl/enc_virtual/fisica/electricidad/carga_electrica.htm

• http://www.escolar.com/biografias/c/coulomb.htm

Ejemplo 2Fuentes citadas en esta presentación